本實(shí)用新型涉及一種檢測機(jī)構(gòu),具體地涉及一種回轉(zhuǎn)類工件檢測機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù):
當(dāng)前,絲錐的檢測,主要采用人工讓絲錐沿其軸線旋轉(zhuǎn)再以探針接觸測量的方法,大批量生產(chǎn)時(shí),人工成本大,無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),而且,采用探針接觸式測量,探針針頭容易磨損,絲錐的軸心容易偏斜,旋轉(zhuǎn)角位移也無法保持均勻、等速,這些都直接影響檢測效果。
有鑒于此,本實(shí)用新型人專門研制了一種用于回轉(zhuǎn)類工件檢測的方法及控制檢測精度符合要求的檢測機(jī)構(gòu),本案由此產(chǎn)生。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種回轉(zhuǎn)類工件檢測機(jī)構(gòu),其使用控制器和相機(jī)來尋找回轉(zhuǎn)類工件的檢測位置,并在檢測位置拍攝回轉(zhuǎn)類工件的圖像信息,經(jīng)過控制器的分析單元來判斷回轉(zhuǎn)類工件的質(zhì)量是否符合要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
一種回轉(zhuǎn)類工件檢測機(jī)構(gòu),其特征在于:包括控制器、用以驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)類工件轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)和用以拍攝所述回轉(zhuǎn)類工件的相機(jī),所述控制器包括記錄所述電機(jī)的輸出軸位置信息的記錄單元和同步接收所述相機(jī)連續(xù)拍攝定位圖片的第一接收單元、找到符合設(shè)定要求的所述定位圖片和與其對應(yīng)的所述電機(jī)輸出軸位置信息的定位單元、找到一組用于拍攝所述回轉(zhuǎn)類工件的所述電機(jī)輸出軸的待檢測位置信息的運(yùn)算單元、向所述相機(jī)和所述電機(jī)輸出所述待檢測位置信息,控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和所述相機(jī)拍攝分析圖片的輸出單元、接收所述分析圖片的第二接收單元以及對所述分析圖片進(jìn)行分析的分析單元。
該設(shè)備的使用分為兩個(gè)過程,過程一用于尋找工件的待檢測電機(jī)輸出軸位置,過程二用于檢測回轉(zhuǎn)類工件質(zhì)量。在尋找到一組合適的檢測電機(jī)輸出軸位置之后,在該組位置拍攝,回轉(zhuǎn)類工件的運(yùn)動(dòng)軌跡被清晰記錄下來,由此判斷得出回轉(zhuǎn)類工件的質(zhì)量是否符合要求。
通過上述的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)與相機(jī)拍攝的同步,從而提升檢測精密性及檢測效果。
在推薦的實(shí)施方式中,還包括滾輪組和位置可調(diào)的球軸承,所述滾輪組包括至少兩個(gè)的滾輪,所述電機(jī)輸出軸同時(shí)傳動(dòng)每一所述滾輪;所述球軸承可旋轉(zhuǎn)地壓設(shè)在所述滾輪組上,共同形成容納所述回轉(zhuǎn)類工件的間隙。
使用時(shí),將本實(shí)用新型的檢測機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)臺(tái)上,在間隙中放入被測回轉(zhuǎn)類部件(如絲錐、棒材等),回轉(zhuǎn)類工件被壓緊于球軸承與滾輪組之間,整個(gè)過程可保證被測回轉(zhuǎn)類工件與雙滾輪圓周面始終貼合,回轉(zhuǎn)類工件的軸心幾乎不發(fā)生偏斜,可控制在μm級別,旋轉(zhuǎn)角位移保持均勻、等速。
在推薦的實(shí)施方式中,還包括向所述相機(jī)輸出脈沖拍攝信號(hào)的編碼器,所述電機(jī)為雙軸步進(jìn)電機(jī),所述滾輪組為雙滾輪,所述雙軸步進(jìn)電機(jī)的輸出軸一端通過兩同步帶各自傳動(dòng)一所述滾輪,其輸出軸另一端傳動(dòng)所述編碼器;所述球軸承連接在用以調(diào)整其位置的按壓機(jī)構(gòu)上。
雙軸步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)雙滾輪同向轉(zhuǎn)動(dòng),雙滾輪再帶動(dòng)回轉(zhuǎn)類工件轉(zhuǎn)動(dòng),回轉(zhuǎn)類工件貼合在滾輪組圓周面上,以雙滾輪圓周面為基準(zhǔn),通過計(jì)算雙滾輪圓周長與回轉(zhuǎn)類工件的圓周長的比值,得出回轉(zhuǎn)類工件轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。
控制方式如下:由雙軸步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)雙滾輪旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)回轉(zhuǎn)類工件高精度旋轉(zhuǎn),使回轉(zhuǎn)類工件的軸心幾乎不發(fā)生偏斜。同時(shí),雙軸步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)編碼器,實(shí)現(xiàn)與相機(jī)同步,在控制器識(shí)別和計(jì)算出電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)之后,控制雙軸步進(jìn)電機(jī)和相機(jī)工作,代替人工動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測,適合大批量生產(chǎn)。
另外,通過調(diào)整按壓機(jī)構(gòu),調(diào)節(jié)球軸承位置,從而調(diào)整球軸承與雙滾輪之間的間隙,以適用不同規(guī)格的回轉(zhuǎn)類工件。
在推薦的實(shí)施方式中,所述雙軸步進(jìn)電機(jī)輸出軸的一端連接一第一聯(lián)軸器的一端,所述第一聯(lián)軸器的另一端連接一主動(dòng)軸,所述主動(dòng)軸通過兩同步帶各自連接一所述滾輪;所述雙軸步進(jìn)電機(jī)輸出軸的另一端連接在一第二聯(lián)軸器的一端,所述第二聯(lián)軸器的另一端連接所述編碼器。
控制方式如下:由雙軸步進(jìn)電機(jī)通過第一聯(lián)軸器帶動(dòng)雙滾輪旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)回轉(zhuǎn)類工件高精度旋轉(zhuǎn),雙軸步進(jìn)電機(jī)通過第二聯(lián)軸器傳動(dòng)編碼器。
在推薦的實(shí)施方式中,還包括一基座,所述雙滾輪為雙精磨轉(zhuǎn)軸,每一所述精磨轉(zhuǎn)軸的尾部分別形成一同步帶輪,每一所述同步帶輪上分別套設(shè)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的所述同步帶,每一所述精磨轉(zhuǎn)軸的中部分別安裝于第一深溝球軸承的內(nèi)孔,每一所述精磨轉(zhuǎn)軸的頭部均呈圓臺(tái)式分布或圓柱式分布,每一所述第一深溝球軸承分別安裝于所述基座的精磨孔內(nèi)。將精磨轉(zhuǎn)軸通過深溝球軸承安裝在基座的精磨孔內(nèi),可進(jìn)一步限制雙精磨轉(zhuǎn)軸的抖動(dòng),可以在回轉(zhuǎn)類工件的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作中,控制其軸心幾乎不發(fā)生偏斜,進(jìn)而降低回轉(zhuǎn)類工件的抖動(dòng),檢測結(jié)果更為準(zhǔn)確。
在推薦的實(shí)施方式中,所述雙精磨轉(zhuǎn)軸的頭部均呈三段圓臺(tái)式分布。將頭部設(shè)置成三段圓臺(tái)式分布之后,可以降低被測回轉(zhuǎn)類工件與精磨轉(zhuǎn)軸的接觸面積,這樣,即使在回轉(zhuǎn)類工作表面有少量不平整之時(shí),也不會(huì)影響回轉(zhuǎn)類工件的運(yùn)動(dòng)軌跡,其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更為穩(wěn)定,即,不影響檢測效果。
在推薦的實(shí)施方式中,所述球軸承為第二深溝球軸承,所述第二深溝球軸承和所述雙滾輪之間形成容納所述回轉(zhuǎn)類工件的間隙。通過調(diào)整壓輪機(jī)構(gòu),可以調(diào)整深溝球軸承與雙滾輪之間的間隙,以適用不同規(guī)格的回轉(zhuǎn)類工件。
在推薦的實(shí)施方式中,所述第二深溝球軸承與轉(zhuǎn)軸、支架、帶桿氣缸、節(jié)流閥、減壓閥形成用以調(diào)節(jié)所述第二深溝球軸承位置的壓輪機(jī)構(gòu),所述第二深溝球軸承通過所述轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在支架上,所述支架與所述帶桿氣缸連接,所述帶桿氣缸所在氣路系統(tǒng)設(shè)置所述節(jié)流閥和所述減壓閥。節(jié)流閥和減壓閥用于調(diào)節(jié)氣路壓力,以調(diào)節(jié)壓輪壓力。
雙滾輪與壓輪機(jī)構(gòu)為獨(dú)立部件,可快速拆卸,易調(diào)節(jié),方便維修、更換。
在推薦的實(shí)施方式中,還包括一可上下滑動(dòng)的定位桿,所述定位桿位于所述回轉(zhuǎn)類工件的正下方,所述定位桿的頂面接觸所述回轉(zhuǎn)類工件的底面。定位桿可防止回轉(zhuǎn)類工作在旋轉(zhuǎn)動(dòng)作中,由于重力的作用,而發(fā)生向下的移動(dòng)。
在推薦的實(shí)施方式中,所述雙軸步進(jìn)電機(jī)、所述雙滾輪、所述壓輪機(jī)構(gòu)、所述編碼器、所述基座和所述第一聯(lián)軸器、所述第二聯(lián)軸器完成裝配后,安裝于電動(dòng)滑臺(tái)上。通過電動(dòng)滑臺(tái)的移動(dòng),帶動(dòng)上述裝置上下移動(dòng),以適用于不同長度工件的控制。當(dāng)然,也可以將電動(dòng)滑臺(tái)設(shè)置成可以上下移動(dòng)、也可以左右移動(dòng)的方式。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型回轉(zhuǎn)類工件檢測機(jī)構(gòu)的附視圖;
圖2是回轉(zhuǎn)類工件檢測機(jī)構(gòu)(不包括相機(jī)和光源)的剖視圖;
圖3是回轉(zhuǎn)類工件檢測機(jī)構(gòu)(不包括相機(jī)和光源)的立體示意圖;
圖4為雙滾輪設(shè)置在基座中的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1、圖2、圖3和圖4所示,是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,回轉(zhuǎn)類工件檢測機(jī)構(gòu),包括雙軸步進(jìn)電機(jī)8、編碼器6、基座1、雙滾輪10和壓輪機(jī)構(gòu)2。
雙軸步進(jìn)電機(jī)8的輸出軸的一端連接一第一聯(lián)軸器5的一端,第一聯(lián)軸器5的另一端連接一主動(dòng)軸(圖中未示),主動(dòng)軸(圖中未示)通過兩同步帶(圖中未示)各自連接一滾輪10;雙軸步進(jìn)電機(jī)輸出軸8的另一端連接在一第二聯(lián)軸器9的一端,第二聯(lián)軸器9的另一端連接編碼器6。雙軸步進(jìn)電機(jī)8連接控制器(圖中未示)。
壓輪機(jī)構(gòu)2安裝在基座1上。雙滾輪10和壓輪機(jī)構(gòu)2的深溝球軸承21之間形成容納回轉(zhuǎn)類工件(如絲錐等,圖中未示)的間隙3。壓輪機(jī)構(gòu)2與雙滾輪10為獨(dú)立部件,可快速拆卸,易調(diào)節(jié),方便維修、更換。
通過調(diào)整壓輪機(jī)構(gòu)2的深溝球軸承21位置,可以調(diào)整壓輪機(jī)構(gòu)2的深溝球軸承21與雙滾輪10之間的間隙,以適用不同規(guī)格的回轉(zhuǎn)類工件。
雙滾輪10為雙精磨轉(zhuǎn)軸,每一精磨轉(zhuǎn)軸的尾部分別形成一同步帶輪101(同步帶輪),每一同步帶輪101上各自套設(shè)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的上述同步帶(圖中未示),每一所述精磨轉(zhuǎn)軸的中部分別安裝于深溝球軸承102的內(nèi)孔,每一所述精磨轉(zhuǎn)軸的頭部103分別呈三段圓臺(tái)式分布,每一深溝球軸承102分別固定安裝于基座1的精磨孔內(nèi)。
壓輪機(jī)構(gòu)2包括深溝球軸承21、轉(zhuǎn)軸22、支架23、帶桿氣缸24、節(jié)流閥(圖中未示)和減壓閥(圖中未示),深溝球軸承21通過轉(zhuǎn)軸22可旋轉(zhuǎn)地安裝在支架23上,支架23與帶桿氣缸24連接,帶桿氣缸24所在氣路系統(tǒng)設(shè)置節(jié)流閥和減壓閥。節(jié)流閥和減壓閥用于調(diào)節(jié)氣路壓力,以調(diào)節(jié)壓輪機(jī)構(gòu)壓力。
1000萬像素的相機(jī)50安裝在可檢測到絲錐運(yùn)動(dòng)軌跡信息的位置,編碼器6輸送脈沖信號(hào)給相機(jī)50。相機(jī)50連接控制器(圖中未示)。
光源60設(shè)置在可照射到絲錐的位置。
雙軸步進(jìn)電機(jī)8、基座1、雙滾輪10、壓輪機(jī)構(gòu)2、編碼器6和第一聯(lián)軸器5、所述第二聯(lián)軸器9在連接板4完成裝配后,再將連接板4安裝于電動(dòng)滑臺(tái)7上。通過電動(dòng)滑臺(tái)7的移動(dòng),帶動(dòng)上述裝置上下移動(dòng),以適用于不同長度絲錐的控制。
還包括一可上下滑動(dòng)的定位桿11,定位桿11位于被測回轉(zhuǎn)類工件的正下方,定位桿11的頂面接觸回轉(zhuǎn)類工件的底面。
當(dāng)然,在變化的實(shí)施例中,可以不設(shè)置定位桿11。
采用上述方案后,將本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)類工件檢測機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)臺(tái)上,使用時(shí),將絲錐插裝在壓輪機(jī)構(gòu)2的深溝球軸承21與微型沖子器1的雙滾輪10之間,以雙滾輪10的圓周面為基準(zhǔn),借助深溝球軸承21將絲錐壓緊貼合在雙滾輪10的圓周面上。
使用時(shí),絲錐被壓緊于壓輪機(jī)構(gòu)2的深溝球軸承21與微型沖子器1的雙滾輪10之間,雙軸步進(jìn)電機(jī)8帶動(dòng)微型沖子器1的雙滾輪10同向轉(zhuǎn)動(dòng),雙滾輪10帶動(dòng)絲錐轉(zhuǎn)動(dòng),通過計(jì)算雙滾輪10圓周長與絲錐圓周長的比值,得出絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。整個(gè)過程可保證絲錐與雙滾輪10的圓周面始終貼合,絲錐的軸心不偏斜,旋轉(zhuǎn)角位移保持均勻、等速,可將徑向跳動(dòng)與軸向跳動(dòng)控制在μm級別,從而提升控制效果。一般來說,深溝球軸承21與雙滾輪10之間的壓合力越大,絲錐的徑向跳動(dòng)與軸向跳動(dòng)越小,深溝球軸承21與雙滾輪10之間的壓合力越小,絲錐的徑向跳動(dòng)與軸向跳動(dòng)會(huì)有所增加。
控制方式如下:由雙軸步進(jìn)電機(jī)8通過第一聯(lián)軸器5帶動(dòng)雙滾輪10旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)絲錐的高精度旋轉(zhuǎn),雙軸步進(jìn)電機(jī)8通過第二聯(lián)軸器9傳動(dòng)編碼器6,在控制器識(shí)別和計(jì)算出雙軸步進(jìn)電機(jī)8輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)之后,同步控制雙軸步進(jìn)電機(jī)8和相機(jī)50工作,代替人工動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測,適合大批量生產(chǎn)。
控制器包括記錄雙軸步進(jìn)電機(jī)8輸出軸位置信息的記錄單元和同步接收相機(jī)50連續(xù)拍攝定位圖片的第一接收單元、找到符合設(shè)定要求的定位圖片和與其對應(yīng)的雙軸步進(jìn)電機(jī)8輸出軸位置信息的定位單元、找到一組用于拍攝回轉(zhuǎn)類工件(如絲錐等,圖中未示)的雙軸步進(jìn)電機(jī)8輸出軸的待檢測位置信息的運(yùn)算單元、向相機(jī)50和雙軸步進(jìn)電機(jī)8輸出待檢測位置信息,控制雙軸步進(jìn)電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)和相機(jī)50拍攝分析圖片的輸出單元、接收分析圖片的第二接收單元以及對分析圖片進(jìn)行分析的分析單元。
舉例來講,雙軸步進(jìn)電機(jī)8以絕對位置的方式進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),編碼器6與雙軸步進(jìn)電機(jī)8聯(lián)動(dòng),雙軸步進(jìn)電機(jī)8每轉(zhuǎn)n度,編碼器6以脈沖形式輸出信號(hào),通知相機(jī)50進(jìn)行拍攝,控制器的第一接收單元存貯所拍攝的定位圖片,控制器的記錄單元同步記錄電機(jī)輸出軸位置信息,并且通過雙軸步進(jìn)電機(jī)8的反饋,將每張定位圖片與雙軸步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸位置信息一一對應(yīng),控制器的定位單元找出定位圖片中可以清晰識(shí)別絲錐最高棱的圖片,控制器的運(yùn)算單元調(diào)出定位圖片所對應(yīng)的雙軸步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸位置信息,控制雙軸步進(jìn)電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)到該位置,同時(shí)發(fā)出信號(hào),控制相機(jī)50進(jìn)行拍攝,之后控制器的運(yùn)算單元再通過其輸出單元控制雙軸步進(jìn)電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng),通過計(jì)算雙滾輪與絲錐的圓周比,控制絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)到檢測角度(對于4刃的絲錐是轉(zhuǎn)4個(gè)90度,對于3刃的絲錐是轉(zhuǎn)3個(gè)120度,以此類推),同時(shí)發(fā)出信號(hào),控制相機(jī)50進(jìn)行拍攝。依照此法,控制器的運(yùn)算單元通過其輸出單元控制雙軸步進(jìn)電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)以控制絲錐再轉(zhuǎn)動(dòng)到檢測角度,在所對應(yīng)位置處,電腦都會(huì)給相機(jī)發(fā)出拍攝指令,以得到所需分析圖片,這些圖片就是后續(xù)用于檢測分析的分析圖片??刂破鞯牡诙邮諉卧邮丈鲜龇治鰣D片后,由控制器的分析單元對分析圖片進(jìn)行分析,判斷絲錐是否合格。
另外,通過調(diào)整壓輪機(jī)構(gòu)2的深溝球軸承21位置,可以調(diào)整壓輪機(jī)構(gòu)2的深溝球軸承21與雙滾輪10之間的間隙,以適用不同規(guī)格的絲錐。
本實(shí)用新型中,考察了單根絲錐(M2.5)各特征重復(fù)檢測結(jié)果,如表1中所示。
表1單根絲錐(M2.5)各特征重復(fù)檢測結(jié)果(此樣品柄部外徑跳動(dòng)約3μm)
從表1中可以看到,應(yīng)用此檢測方法及檢測機(jī)構(gòu)的檢測系統(tǒng),尺寸精度誤差小于3μm。
另外,通過提高檢測機(jī)構(gòu)的加工、裝配精度,可以進(jìn)一步減小檢測系統(tǒng)誤差。
以上僅為本實(shí)用新型列舉的具體實(shí)施例,但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此,凡利用此構(gòu)思對本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng),均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行為。